人教版高中物理选择性必修第二册第一章安培力与洛伦兹力综合微评（一）课件（40页ppt）

(共40张PPT)
第一章　安培力与洛伦兹力
综合微评（一）
C
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解析：图A中直导线与磁场平行，不受安培力，选项A错误；根据左手定则可知，图B 中直导线所受安培力方向垂直纸面向外，选项B错误；根据左手定则可知，图C中直 导线所受安培力方向竖直向上，选项C正确；根据左手定则可知，图D中直导线所受 安培力方向竖直向下，选项D错误.
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A. 与ab边平行，竖直向上
B. 与ab边垂直，指向左边
C. 与ab边平行，竖直向下
D. 与ab边垂直，指向右边
解析：由安培定则可得：导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下.再由左手定则 可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边.故选B.
B
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A. 无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点
B. 无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长
C. 若小球带负电荷，小球会落在更远的b点
D. 若小球带正电荷，小球会落在更远的b点
解析：地磁场在赤道上空水平由南向北，从南向北观察，如果小球带正电荷，则洛伦 兹力斜向右上方，该洛伦兹力在竖直向上的方向和水平向右的方向均有分力，因此， 小球落地时间会变长，水平位移会变大；同理，若小球带负电，则小球落地时间会变 短，水平位移会变小，故D正确.
D
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A. a点的磁感应强度一定为零
B. b点的磁感应强度一定为零
C. ef导线受到的安培力方向向右
D. cd导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外
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解析：根据安培定则可知，通电导线cd在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，通电导 线ef在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，但a点离cd较近，故a点的磁场方向垂直纸 面向里，故a点的磁感应强度一定不为零，故A、D错误；根据安培定则可知，通电导 线ef和cd在b点产生的磁场方向相同，均为垂直纸面向外，所以b点的磁场方向向外， 故b点的磁感应强度一定不为零，故B错误；根据左手定则可判断，电流方向相反的 两根导线所受的安培力互相排斥，所以ef导线受到的安培力方向向右，故C正确.
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A. 粒子带正电
B. 粒子沿abcde方向运动
C. 粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长
D. 粒子恰能穿过金属片10次
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B. v1＞v2，n1＞n2
C. v1＝v2，n1＜n2
D. v1＞v2，n1＝n2
B
A. v1＜v2，n1＞n2
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A. b、c中电流在a导线处产生的合磁场磁感应强度为0
B. b、c中电流在a导线处产生的合磁场磁感应强度大小为2B0
C. a导线受到的安培力大小为B0Il
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解析：导线a、b、c两两等距，截面构成等边三角形，均通有电流I，b中的电流在a导 线位置处产生的磁场的磁感应强度大小为B0，导线a、c在其他导线位置处产生的磁场 的磁感应强度大小也为B0，b、c中电流在a导线处产生的磁场如图所示，根据几何关 系知，其夹角为120°，合磁场的磁感应强度与一根导线在该处产生的磁场的磁感应 强度大小相等，等于B0，则a导线受到的安培力大小为F＝B0Il.
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A. 经过最高点时，三个小球的速度相等
B. 经过最高点时，甲球的速度最小
C. 甲球的释放位置比乙球的高
D. 运动过程中三个小球的机械能均保持不变
CD
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A. 三个速度的大小关系可能是v2＜v1＜v3
B. 三个速度的大小关系可能是v1＞v2＞v3
ACD
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A. 粒子一定带正电
B. 若仅将板间距离变为原来的2倍，粒子运动轨迹偏向下极板
C. 若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子仍将做匀 速直线运动
CD
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三、实验题（本题共2小题，共15分）
11. （6分）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1 固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的S极位于两导轨的正 上方，N极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直.
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（1）在图中画出连线，完成实验电路；要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在 开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向运动.
答案：（1）
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解析：（1）电磁铁的S极位于两导轨的正上方，N极位于两导轨的正下方，磁感应强 度方向竖直向上，要使金属棒向右运动，由左手定则可知，电流应从a1流向a，a1应 与电源的正极相连，滑动变阻器采用限流接法，实物电路图如图所示；
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（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A. 适当减小两导轨间的距离
B. 换一根更长的金属棒
C. 适当增大金属棒中的电流
其中正确的是 （填入正确选项前的字母）.
C　
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（3）根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了 （填入正确选项前的 字母）.
A. 回旋加速器 B. 电磁炮 C. 质谱仪
解析：（3）回旋加速器是粒子受到磁场的洛伦兹力作用而做匀速圆周运动，不是磁 场对电流的作用，故A错误；电磁炮是利用磁场对电流产生力的作用工作的，故B正 确；质谱仪是粒子受到磁场的洛伦兹力作用而做匀速圆周运动，不是磁场对电流的作 用，故C错误.故选B.
B　
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12. （9分）物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量 带电物体所带电量.如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的 木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时 器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题：
（1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻 推一下小物块，使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ，直至打出的纸带上点 迹 　 　，测出此时木板与水平面间的倾角，记为θ0.
间距相等（或均匀）
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解析：（1）此实验平衡摩擦力后，确定滑块做匀速直线运动的依据是，看打点计时 器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.
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（2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用 轻细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一 定量的正电荷，保持倾角θ0不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可 近似认为物块A带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是 .
A. 纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B. 纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C. 纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离
之差不变
D. 纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离
之差逐渐减少，直至间距不变
D　
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（3）（多选）为了测定物体所带电量q，除θ0、磁感应强度B外，本实验还必须测量 的物理量有 .
A. 物块A的质量M
B. 物块B的质量m
C. 物块A与木板间的动摩擦因数μ
D. 两物块最终的速度v
BD　
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四、解答题（本题共3小题，共39分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和 重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须写 出数值和单位）
13. （8分）如图所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强 磁场.一电子（质量为m、电荷量为e）以速度v从点O与MN成30°角的方向射入磁场 中，求：
（1）电子从磁场中射出时距O点多远？
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解析：（1）电子在磁场中做圆周运动，
由左手定则可判断出电子应落在ON上，根据几何关系可解得圆心角为60°
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（2）电子在磁场中运动的时间为多少？
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14. （15分）如图所示为质谱仪的工作原理图，在容器A中存在若干种电荷量相同而 质量不同的带电粒子，它们可从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场（初 速度可忽略），然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场 中，最后打到照相底片D上.若这些粒子中有两种电荷量均为q、质量分别为m1和m2的 粒子（m1＜m2），粒子重力忽略不计.
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（1）分别求出这两种粒子进入磁场时的速度v1、v2的大小；
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（2）求这两种粒子打到照相底片上的位置间的距离.
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15. （16分）如图所示，电源电动势为3 V，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表 面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1 m，两环分别与电源正负 极相连.现将一质量为0.06 kg、电阻为1.5 Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良 好电接触.两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T的匀强磁场.当开关闭合 后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？若 已知环半径为0.5 m，此位置与环底的高度差是多少？
答案：0.5 N　0.2 m
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解析：导体棒受的安培力为F＝BIl，
代入数据解得FN＝0.5 N.
由牛顿第三定律知，导体棒对每一个环的压力为0.5 N，
得θ＝53°，
导体棒距环底的高度为h＝r（1－cos θ）＝0.2 m.
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